Номер 1, страница 190, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 5. Законы сохранения в механике. Параграф 46. Кинетическая энергия. Вопросы и задания - номер 1, страница 190.

Условие.

1. Изменяется ли кинетическая энергия тела при изменении направления вектора его скорости?

Решение.

Решение

Кинетическая энергия тела — это скалярная величина, которая вычисляется по формуле:

$E_k = \frac{mv^2}{2}$

Здесь $\text{m}$ — это масса тела, а $\text{v}$ — это модуль вектора скорости $\vec{v}$ (то есть $v = |\vec{v}|$), который также называют скоростью.

Из формулы следует, что кинетическая энергия зависит от массы и квадрата модуля скорости, но не зависит напрямую от направления вектора скорости. Поэтому, чтобы ответить на вопрос, нужно рассмотреть, изменяется ли модуль скорости при изменении ее направления.

Возможны два случая:

1. Направление вектора скорости изменяется, а его модуль остается постоянным.
Классическим примером такого движения является равномерное движение по окружности. Вектор скорости тела постоянно меняет свое направление (он всегда направлен по касательной к окружности), но его модуль (скорость) остается неизменным. В этом случае, поскольку масса $\text{m}$ и скорость $\text{v}$ не меняются, кинетическая энергия $E_k$ также остается постоянной.

2. Направление вектора скорости изменяется одновременно с его модулем.
Примером может служить движение камня, брошенного под углом к горизонту. В ходе полета изменяется и направление вектора скорости, и его модуль (скорость уменьшается при подъеме и увеличивается при падении). Так как модуль скорости $\text{v}$ изменяется, то и кинетическая энергия $E_k$ тела также будет изменяться.

Таким образом, само по себе изменение направления вектора скорости не гарантирует изменения кинетической энергии.

Ответ: Не всегда. Кинетическая энергия тела изменяется при изменении направления вектора его скорости только в том случае, если одновременно с направлением изменяется и модуль этого вектора (то есть численное значение скорости). Если же меняется только направление вектора скорости, а его модуль остается постоянным, то кинетическая энергия тела не изменяется.